JP2012023857A - レクテナ及びこれを用いた受電システム - Google Patents
レクテナ及びこれを用いた受電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012023857A JP2012023857A JP2010159720A JP2010159720A JP2012023857A JP 2012023857 A JP2012023857 A JP 2012023857A JP 2010159720 A JP2010159720 A JP 2010159720A JP 2010159720 A JP2010159720 A JP 2010159720A JP 2012023857 A JP2012023857 A JP 2012023857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- rectenna
- rectifier circuit
- rectifier
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
【解決手段】マイクロ波を受信する受信手段(20)と、受信手段で受信したマイクロ波を整流する第1及び第2整流回路(34,36)と、受信手段と第1整流回路との間ではマイクロ波が同位相のまま流れる一方、受信手段と第2整流回路との間ではマイクロ波が位相を90°遅らせて流れるよう構成されたハイブリッド回路(22)とを備える。
【選択図】図3
Description
宇宙太陽光発電システムとは、人工衛星に搭載した太陽電池パネルで太陽光を集光し、そこで発電した電力をマイクロ波に変換して地上へ送信し、地上で受信したマイクロ波を電力に変換して商用電力として利用するものである。この宇宙太陽光発電システムで使用するレクテナ装置は、マイクロ波が照射される領域に多数のレクテナ、例えば数億個のレクテナを配列し、各レクテナからのDC電力を集電することにより大電力を得ることができる。ここで、マイクロ波の伝送に使用される周波数帯は、2.45GHz帯または5.8GHz帯である。
このように構成されたレクテナでは、整流回路54としてダイオードが一般的に使用されるが、整流回路54ではダイオードの非線形性による高調波が発生するため、入力フィルタ52で高調波を遮断することによりアンテナ50から高調波が再放射されることを防止している。また、出力フィルタ56では2.45GHz帯または5.8GHz帯の基本波及び整流回路54で発生した高調波を遮断することにより、DC電力の出力側に放射されることを防止している。
そしてレクテナ装置は、整流回路を直列または並列に接続することにより、所望のDC電力を取得することが可能となる。
この点に関し、上述したような従来の構成では、入力フィルタ52は基本波を通過させる必要があるため、反射された基本波がアンテナ50から再放射されることを抑制することができないという問題がある。レクテナ装置では大電力を扱うため、反射された基本波の割合がわずかな場合でも、全体の電力が大きく、強い電磁波がアンテナから空間に再放射されるため周囲への影響が懸念され、好ましいことではない。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、アンテナに入射したマイクロ波がアンテナから再放射することを抑制しつつ、整流回路の故障を自動で検知することのできるレクテナ及びこれを用いた受電システムを提供することにある。
従って、受信手段から入力されたマイクロ波の基本波が第1整流回路と第2整流回路とにおいて反射され、第2整流回路から反射された基本波は、ハイブリッド回路を通過して受信手段端において第1整流回路から反射された基本波に対して逆位相で合成され打ち消しあうため、基本波が受信手段から再放射されることが抑制され、周囲の環境に対して電磁波の影響を抑制することができる。
図1は、本発明に係るレクテナが設置された受電システムを含む宇宙太陽光発電システムの概略構成図である。
図1に示すように、発電衛星1は例えば静止軌道上に投入され、宇宙空間において太陽光を集光して電気エネルギーを生成し、生成した電気エネルギーをマイクロ波に変換して発電衛星1に取り付けられた送信アンテナ2を使用して地上の電力基地4へ送信する。ここで、図1では発電衛星1を1機のみの構成としているが、発電衛星1は複数機から構成されてもよい。
このように、発電衛星1から電力基地4までの距離が非常に長いため、送信アンテナ2の直径は数kmに及ぶ場合があり、電力基地4に配置されるレクテナ装置8の直径も数kmに及ぶ場合がある。
図2は、図1に示した受電システム6の構成を示したブロック図である。
レクテナ装置8はn個のレクテナ12が配列されて構成されており(nは1以上)、レクテナ装置8には集電回路14及びレクテナ装置8の動作状況を表示するモニタ部(モニタ手段)16が接続されている。集電回路14には直流電力から交流電力(以下、AC電力)に変換するDC−AC変換部18が接続されており、送電ケーブル10を介して商用電力網に接続されて送電される。
レクテナ12は、マイクロ波を受信する受信アンテナ(受信手段)20、3dBハイブリッド回路(ハイブリッド回路)22、コンデンサ24、26、28、第1入力フィルタ30、第2入力フィルタ32、第1整流回路34、第2整流回路36、第1出力フィルタ38、第2出力フィルタ40、及びモニタ回路(検波回路)42から構成される。
受信アンテナ20は3dBハイブリッド回路22の第1端子22aに接続され、マイクロ波を受信する。
第1整流回路34に接続されている第1出力フィルタ38と、第2整流回路36に接続されている第2出力フィルタ40とは、第1整流回路34及び第2整流回路36で整流されたマイクロ波をDC電力に変換して出力端子41へ出力する。また、基本波及び高調波を遮断する。第1出力フィルタ38及び第2出力フィルタ40で変換されたDC電力は出力端子41を介して集電回路14へ集電される。
送信アンテナ2から送信されたマイクロ波は受信アンテナ20に照射される。受信アンテナ20から入力された基本波は、3dBハイブリッド回路22の第1端子22aから入力される。基本波は3dBハイブリッド回路22で2分割され、一方の基本波はコンデンサ24、第1入力フィルタ30を通過して第1整流回路34へ入力される。2分割された他方の基本波は、コンデンサ26、第2入力フィルタ32を通過して第2整流回路36へ入力される。ここで、第3端子22cには第1端子22aから各辺がλ/4の長さの線路22eを通過して出力されるので、第2整流回路36に入力される基本波の位相は第1整流回路34に入力される基本波に対して90°遅れる。
まず、第1整流回路34及び第2整流回路36で反射された基本波は、第1入力フィルタ30及び第2入力フィルタ32を通過してそれぞれ第2端子22b及び第3端子22cから3dBハイブリッド回路22へ入力され、それぞれ2分割されて受信アンテナ20及びモニタ回路42へ出力される。第2端子22bから入力される反射された基本波の位相は受信アンテナ20端で変化しないが、第3端子22cから入力される反射された基本波はλ/4の長さの線路22eを通過するので、受信アンテナ20端では第1整流回路34で反射された基本波よりも位相が180°遅れる、つまり逆位相になり、受信アンテナ20端で反射された基本波が合成されて打ち消しあう。従って、受信アンテナ20からの再放射が抑制される。
第1整流回路34及び第2整流回路36で整流されたマイクロ波は第1出力フィルタ38及び第2出力フィルタ40でDC電力に変換され、集電回路14へ集電される。
これにより、周囲の環境に対する電磁波の影響を抑制することができる。
例えば、上記実施形態では宇宙太陽光発電システムに使用される場合について説明したが、これに限られるものではない。
4 電力基地
6 受電システム
8 レクテナ装置
12 レクテナ
16 モニタ部(モニタ手段)
20 受信アンテナ(受信手段)
22 3dBハイブリッド回路(ハイブリッド回路)
22a 第1端子
22b 第2端子
22c 第3端子
22d 第4端子
30 第1入力フィルタ
32 第2入力フィルタ
34 第1整流回路
36 第2整流回路
42 モニタ回路(検波回路)
Claims (4)
- マイクロ波を受信する受信手段と、
該受信手段で受信したマイクロ波を整流する第1及び第2整流回路と、
前記受信手段と前記第1及び第2整流回路との間に介装され、前記受信手段と前記第1整流回路との間ではマイクロ波が同位相のまま流れる一方、前記受信手段と前記第2整流回路との間ではマイクロ波が位相を90°遅らせて流れるよう構成されたハイブリッド回路と、
を備えたことを特徴とするレクテナ。 - 前記ハイブリッド回路と前記第1整流回路との間に第1入力フィルタを介装するとともに、前記ハイブリッド回路と前記第2整流回路との間に第2入力フィルタを介装し、
前記第1入力フィルタ及び前記第2入力フィルタは、偶数次の高調波を遮断することを特徴とする、請求項1に記載のレクテナ。 - 前記ハイブリッド回路は、
さらに検波回路に接続され、
該検波回路と前記第2整流回路との間ではマイクロ波が同位相のまま流れる一方、該検波回路と前記第1整流回路との間ではマイクロ波が位相を90°遅らせて流れるよう構成されたことを特徴とする、請求項1または2に記載のレクテナ。 - 単数または複数個の前記レクテナが配列されたレクテナ装置と、
該レクテナ装置に接続され、前記各レクテナで変換された直流電力を集電する集電回路と、
該集電回路に接続され、直流電力を交流電力に変換して商用電源網に送電するDC−AC変換手段と、
前記各レクテナの前記検波回路が接続されるモニタ手段とを備え、
前記モニタ手段は、前記各検波回路で前記第1及び第2整流回路から反射されたマイクロ波の基本波を合成した合成波から検出した電圧値から、前記各レクテナの第1及び第2整流回路の故障を検出することを特徴とする、請求項3に記載のレクテナを用いた受電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010159720A JP5686540B2 (ja) | 2010-07-14 | 2010-07-14 | レクテナ及びこれを用いた受電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010159720A JP5686540B2 (ja) | 2010-07-14 | 2010-07-14 | レクテナ及びこれを用いた受電システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012023857A true JP2012023857A (ja) | 2012-02-02 |
JP5686540B2 JP5686540B2 (ja) | 2015-03-18 |
Family
ID=45777625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010159720A Active JP5686540B2 (ja) | 2010-07-14 | 2010-07-14 | レクテナ及びこれを用いた受電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5686540B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014093853A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | レクテナ回路及び電力受信装置 |
JP6109452B1 (ja) * | 2016-06-13 | 2017-04-05 | 三菱電機株式会社 | 高周波整流器 |
JP2017093176A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | 株式会社ダイヘン | 高周波電源装置および非接触電力伝送システム |
JP6277506B1 (ja) * | 2017-08-30 | 2018-02-14 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
JP6311831B1 (ja) * | 2017-08-30 | 2018-04-18 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
JP2019041529A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 無線電力伝送システム |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58107708A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Toshiba Corp | マイクロ波電力合成回路 |
JPH06253476A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-09 | Rocket Syst:Kk | 太陽発電の受電装置 |
JPH0833244A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | マイクロ波受電装置 |
JPH1169667A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-03-09 | Nec Eng Ltd | レクテナ装置 |
JP2000278887A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-10-06 | Denso Corp | レクテナ装置 |
JP2008099115A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Japan Radio Co Ltd | ブランチライン型90°ハイブリッド |
JP2008199857A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Fujifilm Corp | レクテナ装置 |
JP2010136045A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | 電力分配/合成器 |
-
2010
- 2010-07-14 JP JP2010159720A patent/JP5686540B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58107708A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Toshiba Corp | マイクロ波電力合成回路 |
JPH06253476A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-09 | Rocket Syst:Kk | 太陽発電の受電装置 |
JPH0833244A (ja) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | マイクロ波受電装置 |
JPH1169667A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-03-09 | Nec Eng Ltd | レクテナ装置 |
JP2000278887A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-10-06 | Denso Corp | レクテナ装置 |
JP2008099115A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Japan Radio Co Ltd | ブランチライン型90°ハイブリッド |
JP2008199857A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Fujifilm Corp | レクテナ装置 |
JP2010136045A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd | 電力分配/合成器 |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014093853A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | レクテナ回路及び電力受信装置 |
JP2017093176A (ja) * | 2015-11-11 | 2017-05-25 | 株式会社ダイヘン | 高周波電源装置および非接触電力伝送システム |
EP3447897A4 (en) * | 2016-06-13 | 2019-05-22 | Mitsubishi Electric Corporation | HIGH FREQUENCY RECTIFIER |
JP6109452B1 (ja) * | 2016-06-13 | 2017-04-05 | 三菱電機株式会社 | 高周波整流器 |
WO2017216839A1 (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 三菱電機株式会社 | 高周波整流器 |
US10811991B2 (en) | 2016-06-13 | 2020-10-20 | Mitsubishi Electric Corporation | High frequency rectifier |
KR20180136558A (ko) * | 2016-06-13 | 2018-12-24 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 고주파 정류기 |
CN109314471A (zh) * | 2016-06-13 | 2019-02-05 | 三菱电机株式会社 | 高频整流器 |
CN109314471B (zh) * | 2016-06-13 | 2020-10-16 | 三菱电机株式会社 | 高频整流器 |
KR102084401B1 (ko) * | 2016-06-13 | 2020-03-04 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 고주파 정류기 |
JP2019041529A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 無線電力伝送システム |
JP6311831B1 (ja) * | 2017-08-30 | 2018-04-18 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
JP2019047205A (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
JP2019047566A (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-22 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
WO2019044376A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
CN111095672A (zh) * | 2017-08-30 | 2020-05-01 | 激光*** | 微波整流电路 |
WO2019044377A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
JP6277506B1 (ja) * | 2017-08-30 | 2018-02-14 | 株式会社レーザーシステム | マイクロ波整流回路 |
CN111095672B (zh) * | 2017-08-30 | 2021-09-07 | 激光*** | 微波整流电路 |
US11171572B2 (en) | 2017-08-30 | 2021-11-09 | Laser Systems Inc. | Microwave-rectifying circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5686540B2 (ja) | 2015-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5686540B2 (ja) | レクテナ及びこれを用いた受電システム | |
US8952573B2 (en) | Power generator and power generation system | |
US10727673B2 (en) | Transformerless power conversion | |
JP5928736B2 (ja) | Acモジュール接続用acインターフェースを備えたインバータ | |
TW201014146A (en) | System and method for an array of intelligent inverters | |
CA3188361A1 (en) | Roof mounted photovoltaic system and method for wireless transfer of electrical energy | |
EP3252910B1 (en) | Solar inverter grid emulation mode | |
CN103424664A (zh) | 一种实现开关柜闪弧检测的光学传感器 | |
JP2011517269A (ja) | ブレード構造のアレイコンバータ | |
Di Piazza et al. | Electromagnetic compatibility characterisation of the DC side in a low power photovoltaic plant | |
KR101022760B1 (ko) | 무선 전자파 발전 시스템 | |
CN202631680U (zh) | 一种实现开关柜闪弧检测的光学传感器 | |
CN103675569A (zh) | 架空线路接地故障的检测装置及*** | |
CN104539378A (zh) | 具有自检功能的天线*** | |
JP6169259B2 (ja) | 改良型ゲートウェイモジュールを備える電気設備 | |
CN108199681B (zh) | 光伏组件功率优化电路及其通信方法 | |
EP2624404A1 (en) | System connection device and system connection system | |
CN104779708B (zh) | 能量采集和转换装置 | |
CN219145031U (zh) | 一种基于复合补偿的光伏并网逆变器 | |
CN108023544B (zh) | 一种用于光伏发电模块的智能安全监控保护***及方法 | |
CN201797317U (zh) | 电网谐波治理装置 | |
Yoon | A Study on the Technical Standard of Micro-Inverter for Domestic Photovoltaic Power Generation | |
KR20120131706A (ko) | 스마트 태양광 발전시스템 | |
JP6761906B2 (ja) | 発電システム及び発電システムの制御方法 | |
WO2015119250A1 (ja) | アンテナ装置、アンテナシステム、マイクロ波電力利用システム及び電力利用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130425 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140312 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140512 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150120 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5686540 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |